基于三维天线阵列的改进传播算子二维DOA估计算法的制作方法

技术特征：

1.一种基于三维天线阵列的改进传播算子二维DOA估计方法，其特征是，天线阵列为三平行线阵，其中在y轴上有一个阵元数目为N+1的均匀线阵Y，在xoy平面内和yoz平面内分别有一个和y轴平行的阵元数目为N的均匀线阵X和Z，子阵的阵元间距，子阵Y和子阵Z以及子阵Y和子阵X之间的距离均为来波信号波长的一半；具体步骤如下：

步骤1：构造接收信号矩阵。

将位于坐标原点的阵元作为参考阵元，线阵X,Y,Z接收到的信号向量分别为x(t)＝[x₁(t),x₂(t),…,x_N(t)]^T，y(t)＝[y₁(t),y₂(t),…,y_N+1(t)]^T和z(t)＝[z₁(t),z₂(t),…,z_N(t)]^T，其中x_i(t),y_i(t),z_i(t)分别为子阵X,Y,Z的第i个阵元在t时刻接收到的信号，构造新的接收信号向量w(t)＝[y^T(t),x^T(t),z^T(t)]^T，则对应M快拍的接收数据矩阵为W＝[w(1),w(2),…,w(M)]；

步骤2：构造传播矩阵

接收信号的自相关矩阵为将其按如下形式分块，R＝[R₁,R₂]，其中R₁∈C^(3N+1)×K，R₂∈C^{(3N+1)×(3N+1-K)}，则传播矩阵定义扩展传播矩阵其中I_K×K为K阶单位矩阵，H表示共轭转置；

步骤3：估计旋转矩阵

将P_c按如下形式分块，其中P_y∈C^(N+1)×K,P_x∈C^N×K,P_z∈C^N×K，C为复数，定义矩阵其中P₁为P_y的前N行，对Ψ_x进行特征值分解，则其特征值即为的对角线分量，为Φ_x的估计值，特征向量矩阵即为A₁的估计值，其中Φ_x为对应子阵X的旋转矩阵，A₁为子阵Y的阵列流型矩阵的前K行；定义两个新的矩阵其中P₂为P_y的后N行，P₃为P_x的前N-1行，P₄为P_x的后N-1行，则有其中为Φ_y的估计值，Φ_y为对应子阵Y的旋转矩阵；

同理，定义矩阵Ψ_z＝P₁⁺P_z,对Ψ_z进行特征值分解，则其特征值即为的对角线分量，为Φ_z的估计值，其中Φ_z为对应子阵Z的旋转矩阵，特征向量矩阵为即为A₁的估计值。定义两个矩阵其中P₅为P_z的前N-1行，P₆为P_z的后N-1行，则有其中为Φ_y的估计值；

步骤4：方位角和俯仰角估计

分别将和按照它们对角线上元素幅角从大到小的顺序，对其对角线元素进行重新排列，得到新的矩阵和且有其中Π₁和Π₂均为K×K的置换矩阵，令设分别为的第k个对角线分量，则方位角和俯仰角的估计值分别为其中angle表示取幅角运算，atan表示取反正切运算。